- 磁场动量的物理题
磁场动量的物理题有很多,以下提供其中两个:
1. 一条形磁铁从上方插入一闭合线圈,线圈平面与磁铁的运动方向垂直,以下说法正确的是( )
A. 线圈中的感应电流逐渐增大
B. 线圈中感应电流产生的磁场方向始终与原来磁场方向相同
C. 磁铁在运动过程中,穿过线圈的磁通量始终为零
D. 磁铁在运动过程中,线圈中感应电流的方向不变
答案:BD
2. 如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m、带电量为q的小球沿与磁场垂直的方向运动,小球的运动轨迹为曲线,若小球所受一切外力均指向轨迹圆心的切线方向并大小相等,则下列说法正确的是( )
A.小球的速度大小、方向均不变
B.小球所受的洛伦兹力大小随时间均匀增大
C.小球可能做匀速圆周运动
D.小球可能做非匀变速曲线运动
答案:CD
以上题目均涉及磁场动量的问题,需要运用磁场动量定理和运动学知识进行解答。
相关例题:
题目:
一磁铁棒在磁场中运动,产生一个动量,假设磁铁棒与磁场垂直,磁场强度为B,磁铁棒的质量为m,初速度为v0。求磁铁棒在磁场中运动时的动量表达式。
解析:
根据动量定理,磁铁棒在磁场中运动时的动量p等于磁铁棒的质量与速度的乘积,即 p = mv。
在磁场中运动时,磁铁棒受到磁场力的作用,这个力的大小为Bv,方向与磁铁棒的运动方向相同。由于磁场力与运动方向相同,所以磁铁棒会加速运动。
根据牛顿第二定律,磁铁棒受到的合力等于Bv,方向与磁铁棒的运动方向相同。因此,磁铁棒的加速度为a = Bv/m。
根据运动学公式,初速度为v0的匀加速运动的位移与时间的关系为 s = v0t + 1/2at^2。
将加速度a = Bv/m代入上式,得到 s = (Bv/m)t + 1/2(Bv)^2/m。
当磁铁棒达到最大速度时,位移s达到最大值,即 t = √(2s/a)。
将t代入上式得到 s = (Bv^2/2m) + (Bv)^2/2m = (Bv^2/m)。
因此,磁铁棒在磁场中运动时的动量p = mv = m(v0 + s) = m(v0 + Bv^2/m)。
答案:磁铁棒在磁场中运动时的动量p = m(v0 + Bv^2/m)。
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